전해액으로 구동하는 차세대 자동차가 온다?

[Motoroid / Column]

나노 플로우셀(NanoFlowCell)이 내달 열리는 제네바 모터쇼서 전해액 배터리로 구동하는 차세대 자동차 'Quant 48Volt 콘셉트'를 선보인다. 

나노 플로우셀은 독일에 본사를 두고 있는 회사다. 전해액 배터리로 구동하는 엔진을 개발하여, 기존 배터리가 갖던 문제를 해결하는 차세대 전기차를 개발하는데 목표를 두고 있다.

Quant 48Volt

이번 모터쇼서 선보일 Quant 48Volt 콘셉트는 제로백(0→100km/h) 2.4초 이내, 최고속도 290km/h이라는 어마어마한 성능을 자랑하며, 최대출력은 무려 760마력이다. 내연기관 엔진도, 일반적인 배터리로 구동하는 전기차도, 심지어 수소차도 아닌데 어떻게 이런 성능이 가능한 것일까? 나노플로우셀이 20년 가까이 긴 시간동안 연구하여 개발한 '전해액 배터리' 기술을 주목해볼 필요가 있다. 

"전해질, 그게 뭐길래?"

전해질, 학창시절 과학 수업 때 한 번쯤은 들어봤을 법한 용어다. 전해질이란 물 등의 용매에 녹아 이온으로 해리되어 전류를 흐르게 하는 물질을 말한다. 보통 전해질하면, 소금을 떠올린다. 우리 주변에서 가장 흔하게 찾을 수 있는 물질이자, 물에 녹으면 수용액 속에 고루 퍼져 Na+와 Cl- 입자의 형태로 이온화되기 때문이다. 즉, 소금이 녹으면 전하를 띤 이온들이 물속에 녹아있게 되고, 전류를 흐르게 할 수 있게 된다.

나노 플로우셀은 이 같은 원리를 응용하고 연구하여 새로운 에너지 저장 장치를 개발했다. 일반적인 리튬 이온 배터리와 에너지 밀도는 비슷하지만, 훨씬 더 안전하고 친환경적이며, 무엇보다 편리하다는 장점이 있다. 화학 에너지 형태로 전기를 저장한 뒤, 전기 에너지를 방출하며, 저비용 고효율로 미래를 이끌어갈 차세대 기술로 주목받고 있다. 그리고 최근 자동차, 비행기, 선박, 철도, 집 등에 이 기술을 적용하여 선보이고 있다. 

소금물 자동차라고 들어는 봤을까. 필자는 수 년전 과학동아리서 소금물 자동차 키트를 가지고 조그만한 장난감 자동차를 만들어본 적이 있다. 그런데 실제 자동차에 이 기술이 적용된다니, 그저 놀라울 따름이다. 소금물로 자동차가 굴러간다는 것도 신기한데, 친환경적임은 물론 수소전지나 전기자동차와 그 맥락을 같이 한다. 

이 기술이 미래를 이끌어갈 기술로 주목받는 진짜 이유는 '손쉬운 인프라 구축'에 있다. 최근 트렌드로 자리잡은 전기차나 수소차의 단점으로 '충전 인프라 구축에 대한 어려움'이 꼽힌다. 하지만, 이 기술은 기존 주유소를 간단하게 개조하기만 하면 충전소 그대로 사용이 가능하기 때문에 매우 신속하고 편리하게 충전소 인프라 구축이 가능하다. 원한다면, 아파트나 주택에 독립적으로 충전 시스템을 구축할 수도 있다. 

'소금물'처럼 전해액으로 사용될 연료를 제조하는 비용도 매우 저렴하기 때문에, 연료 또한 가솔린이나 디젤대비 저렴하여 차량 유지비 측면에서도 강점을 갖는다. 또한 무독성이며, 수명도 무한이라 번거로운 규제나 정제과정없이 대량 생산 및 판매가 가능하다. 기존 휘발유나 디젤차와 맞먹는 주행반경을 자랑한다는 점도 큰 장점이다.

Quant F

지금까지의 내용은 먼 미래의 이야기가 아니다. 이미 2014년, 제네바 모터쇼서 데뷔한 전해액 배터리 자동차 'Quant E-스포츠 세단'의 최대 시속은 350km/h였고, 제로백은 2.8초였다. 2015년에는 4륜구동에 최고 시고 300km/h, 그리고 주행가능거리는 무려 800km에 달하는 Quant F를 선보였다. 그리고 올해, 제로백 2.4초 이내를 기록할 괴물 자동차가 등장한다. 현존하는 전기차 중 가장 빠른 전기차 테슬라 P100D보다도 빠른 수준이다. 

현재까지도 많은 기업들이 전기를 저장하는 '간단하고 안전하며 지속 가능한 이상적인 해결책'을 찾지 못한 것이 사실이다. 수소차는 수소 특성상 폭발위험이 분신처럼 따라붙고, 전기차는 방전 문제와 시간이 지날수록 배터리 성능이 떨어진다는 문제점이 따른다. 어쩌면, 가장 이상적인 미래의 기술은 아닐까.